DERIVAMESTA Juego didáctico para agilizar el uso de las formulas de la derivada RESUMEN El juego consiste en un tablero de madera con el objetivo de llegar a la meta avanzando por casillas que representan las chinampas de Xochimilco a lo largo del camino te encontraras con patos ranas y serpientes, las casillas libres son coloreadas de azul o rojo, las azules son datos curiosos sobre la región de Xochimilco y las rojas son castigos directos que también puedes recibir al resolver incorrectamente o no resolver los ejercicios de derivadas presentes en el juego representados por los animales ya antes mencionados. Cada uno tiene un nivel de dificultad pato-fácil, rana-medio, serpiente-difícil estos ejercicios vienen incluidos en el juego anotados en 30 tarjetas color verde. INTRODUCCIÓN MARCO TEÓRICO Definición de la derivada En matemáticas, la derivada de una función es una medida de la rapidez con la que cambia el valor de dicha función según cambia el valor de su variable independiente, se calcula como el límite de la rapidez de cambio media de la función en un cierto intervalo, cuando el intervalo considerado para la variable independiente se toma cada vez más pequeño. Por ello se habla del valor de la derivada de una cierta función en un punto dado. Un ejemplo habitual aparece al estudiar el movimiento: si una función representa la posición de un objeto con respecto al tiempo, su derivada es la velocidad de dicho objeto. Un avión que realiza un vuelo transatlántico de 4500 km entre las 12:00 y las 18:00, viaja a una velocidad media de 750 km/h. Sin embargo, puede estar viajando a velocidades mayores o menores en distintos tramos de la ruta. En particular, si entre las 15:00 y las 15:30 recorre 400 km, su velocidad media en ese tramo es de 800 km/h. Para conocer su velocidad instantánea a las 15:20, por ejemplo, es necesario calcular la velocidad media en intervalos de tiempo cada vez menores alrededor de esta hora: entre las 15:15 y las 15:25, entre las 15:19 y las 15:21, etc. El valor de la derivada de una función en un punto puede interpretase geométricamente, como la pendiente de la recta tangente a la gráfica de la función en dicho punto. La recta tangente es a su vez la gráfica de la mejor aproximación lineal de la función alrededor de dicho 1 punto. La noción de derivada puede generalizarse para el caso de funciones de más de una variable con la derivada parcial y el diferencial. La derivada de una función “ en un punto “ ” se denota como . La función cuyo valor en cada punto “x” es esta derivada es la llamada función derivada de “ ”, denotada por . El proceso de encontrar la derivada de una función se denomina diferenciación, y es una de las herramientas principales en el área de las matemáticas conocida como cálculo. La derivada de una función con respecto a “ ” es: Siempre y cuando exista el límite. El significado geométrico de la derivada es la pendiente de la recta tangente en un producto dado de la función. Físicamente se define como la razón de cambio instantáneo de una variable dependiente con respecto a la variable independiente. Regla de los cuatro pasos Como primer paso para obtener la derivada de una función está la regla de los cuatro pasos ó por medio de la definición, que consiste en lo siguiente: 1. Calcular . 2. Obtener la resta entre y . 3. A esta resta dividirla entre “ . 4. Del cociente obtener el límite cuando “ tiende a cero. Este límite es la derivada de la función con respecto a ”. 2 *EJERCICIO* 1. 2. 3. = 4. 3 Interpretación geométrica de la derivada La derivada de” f en “a” es la pendiente de la recta tangente a la grafica de “f en el punto “a , que se conoce como pendiente de “f en “a . OBJETIVO Este trabajo está enfocado para mejorar el conocimiento en el tema de las derivadas y lograr por medio del juego, la memorización de las formulas y agilizar el uso de estas para llegar a tener un mejor desempeño en este tema y divertirse en el procedo. PROBLEMA Hallar una forma divertida y original de utilizar las derivadas en un juego de azar o cualquier otro y que además acerque a los jugadores a las matemáticas y estos puedan memorizar las fórmulas para derivar de una manera fácil e interactiva. Con el objetivo que los jugadores muestren interés resolviendo derivadas en un lapso de tiempo indeterminado. Se buscaba una manera en la que los alumnos comenzaran a interesarse más en las matemáticas y aprendieran a derivar memorizando métodos y formulas y que mejor manera que jugando. HIPÓTESIS: Nuestra hipótesis deriva del hecho de que el juego nos ayuda a motivarnos y sentirnos más a gusto al aprender, por lo cual nosotros opinamos que si creamos un juego de derivadas nosotros practicaremos y aprenderemos más, al mismo tiempo nuestros compañeros mejorarán sus conocimientos al jugar. 4 DESARROLLO Para poder realizar el juego inicialmente realizamos un banco de reactivos de derivadas: Fórmula 2 *EJERCICIOS* o o o o 5 Fórmula 4 *EJERCICIOS* √ o √ √ √ √ o o (1)= Fórmula 7 [ ] *EJERCICIOS* ( ) o ( ) ( ) [ ( ) ( )( ) ][ ( )] ( ) [( ) [ ] ] o 6 [ ] [( ) ] o [ ] [( ) ] [ ][ ] o o [ ][ ] 12 Fórmula 3 *EJERCICIOS* o = 0+0–0=0 =0 =0 =0 o 7 o ( ) ( ) ( ) ( ) [ ] *Derivada de un producto 1. 2. 3. *Derivada de una división ( ) 8 ( 1. ) 2. ( 3. G ) ( )( ) *Derivadas trascendentales 1. 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2. 3. ( ) ( )[( ) ] ( ) 1. 2. 3. *Derivada implícita En la función se deriva igualmente “x” como “y”, solamente que cada vez que se derive una “y” se debe colocar el símbolo . 9 Una vez derivadas todas las variables se despejará el símbolo que es la incógnita deseada, el resultado de este despeje es la derivada buscada. 1. 2. = 3. 10 Desarrollo del juego: Después de analizar múltiples opciones deseamos crear un juego que fuera original, dinámico, divertido y además combinara un tema mexicano. DERIVAMESTA Juego didáctico para agilizar el uso de las formulas de la derivada El juego consta de: Tablero: Fichas con distintas dificultades y estas van marcadas con figuras de: Ranas: Patos: 11 serpientes Tarjetas con datos de Xochimilco. Dado. Tiene una modalidad de juego sencilla y dinámica que permitirá ser jugado con fluidez. INSTRUCTIVO: El juego permite un máximo de tres jugadores y un juez que evaluará los resultados y leerá los “sabias qué”. Mientras se va tirando por turnos el dado, se moverá la trajinera que será la ficha que representa a cada jugador, el objetivo es llegar hasta la figura de la cabeza de Quetzalcóatl. A lo largo del camino te encontraras con patos ranas y serpientes, las cuales van ligadas con una tarjeta que contiene una derivada que tendrás que resolver. Las casillas azules son datos curiosos sobre la región de Xochimilco y las rojas son castigos directos que también puedes recibir al resolver incorrectamente o no resolver los ejercicios de derivadas RESULTADO: Este juego lo jugamos el salón de clases, lo mejores juegos fueron elegidos de acuerdo a las siguientes evaluaciones realizadas por el grupo. 12 13 ANÁLISIS DE RESULTADOS Nos dimos cuenta que el juego fue del agrado de nuestros compañeros, la idea era que la gente conociera lo que es Xochimilco y las derivadas claro así que lo conjuntamos en un juego. Algunos se quejaron de los castigos y tuvimos que cambiar algunos. Tuvimos que mejorar algunos detalles de diseño, para obtener esta versión final del juego. Analizamos distintos juegos en el mercado los cuales varían en un valor mínimo de $300 pesos, pero en realidad ninguno abarcaba la opción de derivadas, todos trabajan sobre temas más básicos. Columna1 Equipo 1 Equipo 1 Columna2 Reactivos correctos Diseño adecuado Equipo 2 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 3 Equipo 4 Equipo 4 Equipo 5 Equipo 5 Calificacion final Total 10 8 9 10 8 9 10 10 8 9 9 9 Originalidad 10 6 9 9 10 8 Creatividad 10 7 8 9 10 8 Descripcion del juego por equipo Votos Bueno 4 Regular 1 Malo 0 Total 5 Regular Malo 0% 20% Bueno 80% 14 12 10 8 6 Columna1 Columna2 Reactivos correctos 4 Diseño adecuado 2 Originalidad 0 Creatividad CONCLUSIONES Con este trabajo esperamos lograr en los jóvenes entender con claridad el tema de las derivadas y creemos que logramos hacer una manera didáctica y divertida. Nos fallaron varias cosas al principio pero se fue modificando de una manera en la que se lograra apreciar y entender claramente tanto la historia de Xochimilco como el tema de las derivadas. El grupo se divirtió y nosotros aprendimos mejor el tema de derivadas, por lo que nuestra hipótesis quedo comprobada. 15 BIBLIOGRAFÍA Topalián Dakessian, G. (2012). Matemáticas VI Area 1. Granville, W., Smith, P., Longley, W. (1974) Cálculo diferencial e integral. México: uteha. Espinosa ,Ernesto., Canals ,Ignacio., Meda Manuel, Pérez Rafael & Ulín, Carlos. (2009). Calculo diferencial e integral I, Edit.Reverté, , pp 139-172. Purcell,Varberg, (2000) Cálculo Diferencial e Integral, Edit.Prentice Hall. 16